Больше энергии в каждой капле воды: как En+ Group модернизируют ГЭС Сибири
Гидроэлектростанции Сибири играют ключевую роль в энергоснабжении населения и являются основой для крупных энергоемких промышленных комплексов по производству алюминия, титана, магния. Они были введены в эксплуатацию более 50 лет, но процесс их модернизации идет беспрерывно последние 25 лет. На кому не только эффективность производства, но и экология региона и надежность станций.
Крупные полноводные реки Сибири, в первую очередь Ангара и Енисей, позволили построить мощнейшие ГЭС Советского союза. Усть-Илимская, Братская, Иркутская ГЭС на Ангаре обладают совокупной мощностью свыше 9 тыс. МВт, а Красноярская ГЭС на Енисее — 6 тыс. МВт.
Благодаря гидроэлектростанциям на юге Восточной Сибири развиваются алюминиевая и химическая промышленности. ГЭС играют важную роль в бесперебойности электро- и теплоснабжении населения.
«У нас достаточно высокая доля ГЭС в стране в целом в выработке — около 14%, а в Сибири все 50%», – рассказал «Газете.Ru» управляющий партнер Агентства энергетического анализа Алексей Преснов.
Как следствие ГЭС – ключевой элемент стабильности энергосистемы Сибири. Поэтому модернизация важна не только для поддержания исправного технического состояния, но и для повышения эффективности станций, указывает старший аналитик по электроэнергетике Центра энергетики Московской школы управления «Сколково» Юрий Мельников.
В настоящее время на ГЭС Ангаро-Енисейского каскада (Усть-Илимская, Братская, Иркутская и Красноярская) группа En+ проводит комплексную модернизацию – программа «Новая энергия» рассчитана до 2046 года. Этот проект является ключевой инвестицией энергетических предприятий компании, его цель – повысить надежность и безопасность станций.
«Принципиально то, что обновление оборудования реализуется не из-за замены устаревшей техники – программа «Новая энергия» направлена на внедрение передовых технологий в генерации, энергосбережении, промышленной и экологической безопасности. По этой причине мы приняли решение продлить ее до 2046 года: таким образом удастся обеспечить одни из лучших в отрасли показатели эффективности наших уникальных гидроэлектростанций в долгосрочной перспективе», - отмечает генеральный директор En+ Group Владимир Кирюхин.
На Усть-Илимской ГЭС уже заменены четыре рабочих колеса и еще 12 — на Братской. С 1994 по 2014 годы на Красноярской ГЭС были заменены все 12 гидроагрегатов — с 2018 года началась работа по замене всех рабочих колес.
На Иркутской ГЭС, мощность которой 662 МВт, планируется заменить четыре гидроагрегата. Мощность каждого из них при этом должна увеличиться с 82,8 МВт до 105,7 МВт. Первый обновленный гидроагрегат запустят в эксплуатацию уже в 2020 году.
Братская гидроэлектростанция является третьей по мощности и первой по среднегодовой выработке ГЭС России. Здесь продолжается замена старых маслонаполненных кабельных линий на кабель из сшитого полиэтилена. Они крепче и обладают высокой пропускной способностью. Благодаря это технологии, повышается противопожарная безопасность, безопасность персонала, снижаются экологические риски. В настоящее время в развитых странах Европы и Америки практически 100% рынка занимают именно такие кабели. На Братской ГЭС из 10 кабелей заменили уже семь.
Впереди также замена 11 рабочих колес на Братской и Красноярской ГЭС, силовых трансформаторов, кабельных линий и вспомогательного оборудования – до 2027 года. С 2028 и до окончания программы группа займется заменой гидрогенераторов.
Благодаря программе «Новая энергия», обновление ГЭС группы En+ позволит повысить коэффициент полезного действия оборудования до 96,7%. Рабочие характеристики станции улучшаются, тогда как расходы на ремонт стремительно падают.
К тому же энергия обновленных ГЭС сможет частично заместить энергию угольных электростанций и позволит сократить выбросы парниковых газов по группе на 2,3 млн т в год, что крайне важно для экологии в сибирских регионах. Начиная с 2022 года сибирские гидростанции En+ Group должны увеличить производство экологически чистой электроэнергии на 2 млрд кВт⋅ч в год, при этом пропуская через турбины тот же объем воды. Для сравнения, это примерно годовой объем потребления всей Магаданской области.
«Исходя из опубликованных расчетов «Евросибэнерго», (управляет ГЭС группы En+), по итогам программ модернизации «Новая энергия» эффект увеличения мощности станций составит порядка 400 МВт или 2% от общей установленной мощности тепловых станций ОЭС Сибири. Эффект небольшой, но если за счет повышения мощности ГЭС удастся заместить какую-либо конкретную угольную станцию для данного региона эффект будет существенным», — отметил Скрябин.
Гидроэлектростанции нуждаются в точном прогнозировании чрезвычайных ситуаций, учитывая колебания водности рек и изменения климата. Необходимо наблюдение за работой оборудования, четкое соблюдение требований безопасности, не обойтись без более эффективных систем. Такое обновление сейчас тоже проводится на входящих в En+ Group сибирских гидроэлектростанциях.
Так, на гидроагрегатах станций устанавливаются стационарные системы контроля технического состояния гидроагрегатов. Они включают в себя МИДА – методологию диагностики генераторов, разработанную канадскими специалистами. Внедрение таких систем безопасности повышает надежность гидроэлектростанций: персонал меньше времени находится в опасных зонах работы, можно избежать дефектов, а также локализовать узлы гидроагрегатов, требующие ремонтов.
За весь период с момента начала реализации программы (с 1994 по 2018 годы) сумма инвестиций в модернизацию составила 10,3 млрд рублей. Управлением всеми ГЭС группы занимается «ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация».
Общая выработка электроэнергии станциями, входящими в En+ Group, в 2018 году составила 73,2 млрд кВт⋅ч. Из них гидроэлектростанции группы произвели 58,3 млрд кВт⋅ч чистой электроэнергии или 80% от совокупной выработки электроэнергии. В Объединенной энергосистеме Сибири En+ Group занимает долю в 35%.